LTE是英文Long Term Evolution的縮寫。LTE也被通俗地稱為3.9G，具有100Mbps的數(shù)據(jù)下載能力，被視作從3G向4G演進(jìn)的主流技術(shù)。

　　2012年12月18日，中國(guó)移動(dòng)香港TD-LTE網(wǎng)絡(luò)交付商用；

　　2013年2月2日，浙江移動(dòng)在杭州、溫州及寧波推出4G試商用；

　　2013年2月27日，廣州、深圳兩地推出4G試商用；

　　2013年3月消息，上海移動(dòng)將在4月推出4G試商用。

　　3G時(shí)代，中國(guó)拖了后腿，4G時(shí)代，我們需要卯足勁前進(jìn)！文章主要解讀3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的一些重要技術(shù)名詞，兩代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之間的區(qū)別，以及LTE 4G網(wǎng)絡(luò)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。

　　2G/3G向LTE演進(jìn)過程

　　2G/3G階段：語音業(yè)務(wù)是主要收入來源，寬帶和分組域網(wǎng)絡(luò)不斷引入新的增值業(yè)務(wù)，寬帶業(yè)務(wù)收入呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；

　　業(yè)務(wù)IP化階段：固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，都通過網(wǎng)絡(luò)智能化和軟交換的部署進(jìn)行電路域網(wǎng)絡(luò)向IP承載的改造和升級(jí)；

　　固定業(yè)務(wù)、移動(dòng)業(yè)務(wù)融合階段：固定、移動(dòng)用戶的帶寬和速率都將大幅提升，固定和移動(dòng)的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)可以進(jìn)行多方面的融合；

　　增值業(yè)務(wù)引入階段：在業(yè)務(wù)層通過引入IMS，為固定和移動(dòng)的寬帶用戶提供增值業(yè)務(wù)，F(xiàn)emto（家庭基站）的部署則實(shí)現(xiàn)終端融合；

　　綜合業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)階段：隨著IMS不斷發(fā)展擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)為基于IP的寬帶全分組網(wǎng)絡(luò)，提供包括語音、數(shù)據(jù)、視頻和流媒體融合的業(yè)務(wù)；

　　3G-4G演進(jìn)示意

　　LTE階段：固定網(wǎng)絡(luò)向三網(wǎng)融合發(fā)展，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的無線部分全面部署LTE，核心部分則演進(jìn)到EPC網(wǎng)絡(luò)。

　　3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)比

　　在討論3G和LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之前，大家先要理解以下幾個(gè)專業(yè)名詞：

　　NodeB：由控制子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)、射頻子系統(tǒng)、中頻/基帶子系統(tǒng)、天饋?zhàn)酉到y(tǒng)等部分組成，即3G無線通信基站；

　　RNC：Radio Network Controller（無線網(wǎng)絡(luò)控制器），用于提供NodeB移動(dòng)性管理、呼叫處理、鏈接管理和切換機(jī)制，即3G基站控制器；

　　Iub：Iub接口是RNC和NodeB之間的邏輯接口，完成RNC和NodeB之間的用戶數(shù)據(jù)傳送、用戶數(shù)據(jù)及信令的處理；

　　CS：Circuit Switch（電路交換），屬于電路域，用于TDM語音業(yè)務(wù)；

　　PS：Packet Switch（分組交換），屬于分組域，用于IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；

　　MGW：Media GateWay（媒體網(wǎng)關(guān)），主要功能是提供承載控制和傳輸資源；

　　MSC：Mobile Switching Center（移動(dòng)交換中心），MSC是2G通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)元之一。是在電話和數(shù)據(jù)系統(tǒng)之間提供呼叫轉(zhuǎn)換服務(wù)和呼叫控制的地方。MSC轉(zhuǎn)換所有的在移動(dòng)電話和PSTN和其他移動(dòng)電話之間的呼叫；

　　SGSN：Serving GPRS SUPPORT NODE GPRS（服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)），SGSN作為GPRS/TD-SCDMA/WCDMA核心網(wǎng)分組域設(shè)備重要組成部分，主要完成分組數(shù)據(jù)包的路由轉(zhuǎn)發(fā)、移動(dòng)性管理、會(huì)話管理、邏輯鏈路管理、鑒權(quán)和加密、話單產(chǎn)生和輸出等功能；

　　GGSN：Gateway GPRS Support Node（網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)），起網(wǎng)關(guān)作用，它可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，可以把GSM網(wǎng)中的GPRS分組數(shù)據(jù)包進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠(yuǎn)端的TCP/IP或X.25網(wǎng)絡(luò)；

　　eNodeB：演進(jìn)型NodeB，LTE中基站，相比現(xiàn)有3G中的NodeB，集成了部分RNC的功能，減少了通信時(shí)協(xié)議的層次；

　　MME：Mobility Management Entity（移動(dòng)性管理設(shè)備），負(fù)責(zé)移動(dòng)性管理、信令處理等功能；

　　S-GW：Signal Gateway（信令網(wǎng)關(guān)），連接NO.7信令網(wǎng)與IP網(wǎng)的設(shè)備，主要完成傳輸層信令轉(zhuǎn)換，負(fù)責(zé)媒體流處理及轉(zhuǎn)發(fā)等功能；

　　PDN GW：是連接外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，UE（用戶設(shè)備，如手機(jī)）可以通過連接到不同的PDN Gateway訪問不同的外部數(shù)據(jù)網(wǎng)。

　　TTCN3 LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)解決方案（摘自testingtech）

　　4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變化

　　1、實(shí)現(xiàn)了控制與承載的分離，MME負(fù)責(zé)移動(dòng)性管理、信令處理等功能，S-GW負(fù)責(zé)媒體流處理及轉(zhuǎn)發(fā)等功能；

　　2、核心網(wǎng)取消了CS（電路域），全I(xiàn)P的EPC（Evolved Packet Core，移動(dòng)核心網(wǎng)演進(jìn)）支持各類技術(shù)統(tǒng)一接入，實(shí)現(xiàn)固網(wǎng)和移動(dòng)融合（FMC），靈活支持VoIP及基于IMS多媒體業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)全I(xiàn)P化；

　　3、取消了RNC，原來RNC功能被分散到了eNodeB和網(wǎng)關(guān)（GW）中，eNodeB直接接入EPC，LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加扁平化，降低了用戶可感知的時(shí)延，大幅提升用戶的移動(dòng)通信體驗(yàn)；

　　4、接口連接方面，引入S1-Flex和X2接口，移動(dòng)承載需實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)到多點(diǎn)的連接，X2是相鄰eNB間的分布式接口，主要用于用戶移動(dòng)性管理；S1-Flex是從eNB到EPC的動(dòng)態(tài)接口，主要用于提高網(wǎng)絡(luò)冗余性以及實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡；

　　5、傳輸帶寬方面：較3G基站的傳輸帶寬需求增加10倍，初期200-300Mb/s，后期將達(dá)到1Gb/s。

　　4G網(wǎng)絡(luò)幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)

　　■ OFDM

　　OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)實(shí)際上是MCM多載波調(diào)制的一種，其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。OFDM技術(shù)之所以越來越受關(guān)注，是因?yàn)镺FDM有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：

　　1、頻譜利用率很高，頻譜效率比串行系統(tǒng)高近一倍；

　　??2、抗衰落能力強(qiáng)；

　　??3、適合高速數(shù)據(jù)傳輸；

　　??4、抗碼間干擾（ISI）能力強(qiáng)；

　　當(dāng)然，OFDM也有其缺點(diǎn)。例如：對(duì)頻偏和相位噪聲比較敏感。功率峰值與均值比（PAPR）大。導(dǎo)致射頻放大器的功率效率較低。負(fù)載算法和自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)會(huì)增加系統(tǒng)復(fù)雜度。

　　■ 軟件無線電

　　所謂軟件無線電（Software Defined Radio，簡(jiǎn)稱SDR），就是采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，在可編程控制的通用硬件平臺(tái)上，利用軟件來定義實(shí)現(xiàn)無線電臺(tái)的各部分功能。其核心思想是：在盡可能靠近天線的地方使用寬帶的“數(shù)字/模擬”轉(zhuǎn)換器，盡早地完成信號(hào)的數(shù)字化，從而使得無線電臺(tái)的功能盡可能地用軟件來定義和實(shí)現(xiàn)。

　　總之，軟件無線電是一種基于數(shù)字信號(hào)處理（DSP）芯片，以軟件為核心的嶄新的無線通信體系結(jié)構(gòu)。軟件無線電有以下一些特點(diǎn)：靈活性、集中性、模塊化。

　　■ 智能天線

　　智能天線定義為波束間沒有切換的多波束或自適應(yīng)陣列天線。多波束天線與固定波束天線相比，天線陣列的優(yōu)點(diǎn)是除了提供高的天線增益外，還能提供相應(yīng)倍數(shù)的分集增益。其工作原理和核心思想是：根據(jù)信號(hào)來波的方向自適應(yīng)地調(diào)整方向圖，跟蹤強(qiáng)信號(hào)，減少或抵消干擾信號(hào)。

　　智能天線具有抑制信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能。可以提高信噪比，提升系統(tǒng)通信質(zhì)量?緩解無線通信日益發(fā)展與頻譜資源不足的矛盾，降低系統(tǒng)整體造價(jià)，因此其勢(shì)必會(huì)成為4G的關(guān)鍵技術(shù)。

　　■ IPv6

　　4G通信系統(tǒng)選擇了采用基于IP的全分組的方式傳送數(shù)據(jù)流，因此IPv6技術(shù)將成為下一代網(wǎng)絡(luò)的核心協(xié)議。選擇IPv6協(xié)議主要基于以下幾點(diǎn)的考慮：巨大的地址空間、自動(dòng)控制、服務(wù)質(zhì)量（QoS）、移動(dòng)性。

　　■ MIMO

　　MIMO（多輸入多輸出技術(shù)）技術(shù)是近年來熱門的無線通訊技術(shù)之一。4G系統(tǒng)采用了MIMO技術(shù)，即在基站端放置多個(gè)天線，在移動(dòng)臺(tái)也放置多個(gè)天線，基站和移動(dòng)臺(tái)之問形成MIM0通信鏈路。MIMO可以比較簡(jiǎn)單地直接應(yīng)用于傳統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，將基站的單天線換為多個(gè)天線構(gòu)成的天線陣列。

　　在現(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，多數(shù)基站的天線采用一發(fā)兩收的結(jié)構(gòu)。對(duì)比分析這兩種技術(shù)，MIMO系統(tǒng)有以下五大優(yōu)點(diǎn)：

　　1、降低了碼問下擾（ISU）；

　　2、提高了空間分集增益；

　　3、提高無線信道容量和頻譜利用率；

　　4、大幅提高資料的傳輸速率；

　　5、提高信道的可靠性，降低誤碼率。